DE102004063529B4

DE102004063529B4 - Transflektiv-Flüssigkristallanzeigevorrichtung und Herstellungsverfahren derselben

Info

Publication number: DE102004063529B4
Application number: DE102004063529A
Authority: DE
Inventors: Byoung-Ho Gumi Lim; Sun-Hwa Gumi Lee
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2024-12-31
Also published as: JP2005196179A; KR20050068852A; CN1637531A; US20050140874A1; US7884909B2; DE102004063529A1; JP4066193B2; KR100617290B1; CN1637531B

Abstract

Substrat für eine Transflektiv-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, das aufweist:
eine Mehrzahl von Gateleitungen (134) auf einem Substrat (100);
wenigstens eine Datenleitung (129), die die Mehrzahl von Gateleitungen (134) kreuzt, zum Definieren eines Pixelbereichs (P), der einen Transmissionsabschnitt (B) und einen Reflexionsabschnitt (D) aufweist;
einen Dünnschichttransistor (T), der mit einer der Mehrzahl von Gateleitungen (134) und der wenigstens einen Datenleitung (129) gekoppelt ist, wobei der Dünnschichttransistor (T) eine Gateelektrode (102), eine Halbleiterschicht (125), eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode (126, 128) aufweist;
eine erste Isolationsschicht (130), die einen Bereich des Dünnschichttransistors (T) bedeckt, wobei die erste Isolationsschicht (130) den Pixelbereich (P) und einen Bereich der Drainelektrode (128) freilegt;
eine transparente Elektrode (136) in dem Pixelbereich, wobei die transparente Elektrode (136) die Drainelektrode (128) und die Halbleiterschicht (125) direkt kontaktiert; und
eine Reflexionsschicht (142) in dem Reflexionsabschnitt (D), wobei die Reflexionsschicht (142) eine erste unebene Oberfläche aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und insbesondere eine Transflektiv-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer unebenen Reflexionsschicht und ein Herstellungsverfahren derselben.
Im Allgemeinen funktionieren Transflektiv-Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtungen sowohl als transmissive als auch als reflektive LCD-Vorrichtungen. Da Transflektiv-LCD-Vorrichtungen sowohl eine Hintergrundbeleuchtung als auch natürliches oder künstliches Umgebungslicht verwenden können, können die Transflektiv-LCD-Vorrichtungen unter mehr Bedingungen verwendet werden, und der Leistungsverbrauch von Transflektiv-LCD-Vorrichtungen kann reduziert sein.
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik. Wie in 1 gezeigt, weist eine Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung 10 ein oberes Substrat 12 mit einer Schwarzmatrix 17, eine Farbfilterschicht 16, die Unter-Farbfilter und eine gemeinsame Elektrode 13 auf der Farbfilterschicht 16 aufweist, und ein unteres Substrat 14 mit einem Dünnschichttransistor (TFT) T und einer transparenten Elektrode 20a, die mit dem TFT T gekoppelt ist, auf. Eine Flüssigkristallschicht 18 ist zwischen das obere und das untere Substrat 12 bzw. 14 eingebracht. Das untere Substrat 14 wird als ein Array-Substrat bezeichnet, da Array-Leitungen einschließlich einer Gateleitung 25 und einer Datenleitung 27 darauf ausgebildet sind. Die Gateleitung 25 und die Datenleitung 27 kreuzen einander und bilden eine Matrix, und der TFT T eines Schaltelements ist mit der Gateleitung 25 und der Datenleitung 27 gekoppelt. Die Gateleitung 25 und die Datenleitung 27 definieren einen Pixelbereich P, indem sie sich kreuzen, und der TFT T ist in der Nähe eines Kreuzungsabschnitts der Gateleitung 25 und der Datenleitung 27 ausgebildet. Die transparente Elektrode 20a ist aus einem transparenten leitfähigen Material wie Indiumzinnoxid (ITO) bzw. Indiumzinkoxid (IZO) in dem Pixelbereich P ausgebildet. Das obere Substrat 12 wird als ein Farbfiltersubstrat bezeichnet, da die Farbfilterschicht 18 darauf ausgebildet ist.
Eine Reflexionselektrode 20b aus einem reflektiven Material wie Aluminium (Al) oder einer Al-Legierung ist in dem Pixelbereich P ausgebildet. Die Reflexionselektrode 20b weist ein Transmissionsloch H auf, so dass der Pixelbereich P in einen Reflexionsabschnitt D und einen Transmissionsabschnitt B aufgeteilt ist. Der Transmissionsabschnitt B entspricht dem Transmissionsloch H und der Reflexionsabschnitt D entspricht der Reflexionselektrode 20b.
Jedoch ist die Auslastungseffizienz für Licht relativ gering, da die Transflektiv-LCD-Vorrichtung zum selektiven Anwenden eines Reflexionsmodus oder eines Transmissionsmodus hergestellt ist. Insbesondere wenn die Transflektiv-LCD-Vorrichtung im Reflexionsmodus verwendet wird, hängt sie von natürlichem Licht ab. Daher wird die Auslastungseffizienz im Vergleich mit dem Transmissionsmodus offensichtlich niedrig. Als ein Ergebnis verursacht das Austauschen des Reflexionsmodus mit dem Transmissionsmodus eine Helligkeitsdifferenz.
Um das Problem zu lösen, wird eine unebene Reflexionsschicht zum Induzieren einer unregelmäßigen Reflexion auf dem Reflexionsabschnitt ausgebildet, indem einfallendes Licht, das von außen spiegelnd reflektiert wird, minimiert wird, und um einen verbesserten Effekt, bzw. eine verbesserte Gesamthelligkeit des Reflexionsmodus und Transmissionsmodus gemäß dem Stand der Technik zu erzeugen.
Nachstehend wird die Transflektiv-LCD-Vorrichtung mit der unebenen Reflexionsschicht gemäß dem Stand der Technik erklärt.
2 ist eine schematische Draufsicht, die einen Pixelbereich einer Transflektiv-LCD-Vorrichtung mit der unebenen Reflexionsschicht gemäß dem Stand der Technik zeigt.
In 2 ist eine Gateleitung 34 auf einem Substrat 30 entlang einer ersten Richtung ausgebildet, und eine Datenleitung 46 kreuzt die Gateleitung 34 zum Definieren eines Pixelbereichs P.
Ein Dünnschichttransistor T ist in der Nähe einer Kreuzung der Gateleitung 34 und der Datenleitung 46 ausgebildet. Eine Gateelektrode 32, eine Halbleiterschicht 41 und Source- und Drainelektroden 42 bzw. 44 bilden den Dünnschichttransistor T.
Eine transparente Elektrode 50 ist in dem Pixelbereich P ausgebildet und mit dem Dünnschichttransistor T gekoppelt. Eine Reflexionselektrode 56 ist in dem Pixelbereich P ausgebildet und weist ein Transmissionsloch H auf, das den zentralen Abschnitt der transparenten Elektrode 50 freilegt.
Ein Reflexionsabschnitt D wird von dem Abschnitt definiert, der dem Transmissionsloch H entspricht, und ein Transmissionsabschnitt B wird von dem Abschnitt definiert, der der transparenten Elektrode 50 mit Ausnahme des Reflexionsabschnitts D entspricht.
Insbesondere legt die transparente Elektrode 50 mit der gemeinsamen Elektrode 13 (aus 1) ein vertikales Feld an die Flüssigkristallschicht 18 (aus 1) an, indem sie in dem entsprechenden Abschnitt in dem Transmissionsabschnitt B angeordnet wird und mit der Drainelektrode 44 verbunden wird.
Zusätzlich ist das Reflektieren von einfallendem Licht die Hauptfunktion der Reflexionselektrode 56 im Vergleich zu der Elektroden-Funktion.
Zum Verbessern einer Reflexionseffizienz ist die Reflexionsschicht derart ausgebildet, um die genannte Unebenheit an ihrer Oberfläche zu haben, so dass die Helligkeit und die Blickwinkelgröße der LCD-Vorrichtung verbessert werden.
Da jedoch der Prozess der Transflektiv-LCD-Vorrichtung den Maskierungsprozess wie Ausbilden der unebenen Reflexionsschicht aufweist, gibt es den Nachteil, dass seine Prozesse kompliziert werden.
Als Nächstes wird der Herstellungsprozess der Transflektiv-LCD-Vorrichtung mit der unebenen Reflexionsschicht gemäß dem Stand der Technik erklärt.
Die 3A bis 3F sind schematische Querschnittsansichten, die entlang der Linie III-III in 2 genommen sind, die einen Herstellungsprozess für die Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigen.
In 3A sind ein Pixelbereich P, der als ein Einheitsbereich-Anzeigebild definiert ist, und ein Schaltbereich S, der als der Bereich definiert ist, der eine Schaltvorrichtung lokalisiert, auf dem Substrat 30, das in 2 gezeigt ist, definiert. Insbesondere weist der Pixelbereich P einen Transmissionsabschnitt B und einen Reflexionsabschnitt D auf.
Eine Gateleitung 34 (aus 2) und eine Gateelektrode 32, die mit der Gateleitung 34 gekoppelt ist, werden unter Verwendung von metallischen Materialien mit einem geringen Widerstand mittels eines ersten Maskierungsprozess auf dem Substrat 30 gebildet, worin der Pixelbereich P und der Reflexionsabschnitt D definiert sind.
Obwohl nicht gezeigt, weist der erste Maskierungsprozess ein Auftragen eines Photoresists auf die Schicht metallischen Materials, ein Belichten des Photoresists unter Verwendung einer Photomaske und ein Entwickeln des Photoresists zum Bilden einer Photoresiststruktur (nicht gezeigt) auf, die als Abschirmmittel für das metallische Material verwendet wird. Die Schritte des Beschichtens, Belichtens und Entwickelns bilden den Photolithographie-Prozess. Zusätzlich weist der erst Maskierungsprozess außerdem ein Ätzen des metallischen Materials unter Verwendung des Photoresistmusters als Abschirmmittel auf, um die Gateleitung 34 (aus 2) und die Gateelektrode 32 zu strukturieren. Das Prinzip des ersten Maskierungsprozesses kann auf die folgenden anderen Maskierungsprozesse angewendet werden.
Als Nächstes wird in 3B eine Gate-Isolationsschicht 36 unter Verwendung anorganischer Isolationsmaterialien über einer Gesamtoberfläche des Substrats 30 mit der Gateleitung 34 (aus 2) und der Gateelektrode 32 ausgebildet, und eine Aktivschicht 38 und eine ohmsche Kontaktschicht 40 werden nacheinander unter Verwendung von intrinsisch amorphem Silizium und amorphem Silizium mit Störstellen auf der Gate-Isolationsschicht 36 mittels eines zweiten Maskierungsprozesses ausgebildet. In anderen Worten, die Aktivschicht 38 und die ohmsche Kontaktschicht 40 werden jeweils aus intrinsischem amorphem Silizium bzw. amorphem Silizium mit Störstellen hergestellt. Die Aktivschicht 38 und die ohmsche Kontaktschicht 40 bilden eine Halbleiterschicht 41.
Wie in 3C gezeigt ist, sind die Source- und Drainelektroden 42 bzw. 44 aus dem metallischen Material, das in 3A erwähnt ist, auf der Halbleiterschicht 41 mittels eines dritten Maskierungsprozess hergestellt, und eine Passivierungsschicht 48 mit einem Drain-Kontaktloch 49, das einen Abschnitt der Drainelektrode 44 freilegt, ist unter Verwendung von organischen und anorganischen Isolationsmaterialien über einer Gesamtoberfläche des Substrats 30 mit den Source- und Drainelektroden 42 bzw. 44 durch einen vierten Maskierungsprozess ausgebildet.
In 3D wird eine transparente Elektrode 50, die über das Drain-Kontaktloch 49 mit der Drainelektrode 44 verbunden ist, unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials mittels eines fünften Maskierungsprozesses auf, der Passivierungsschicht 48 ausgebildet.
Als Nächstes wird, wie in 3E gezeigt, eine organische Isolationsschicht 51 unter Verwendung von organischen Isolationsmaterialien mit einer guten Stufen-bedeckenden Eigenschaft über einer Gesamtoberfläche des Substrats 30 mit der transparenten Elektrode 50 durch einen sechsten Maskierungsprozess ausgebildet.
Im gleichen Maskierungsprozess werden ein Kontaktloch C1, das einen Abschnitt der transparenten Elektrode 50 freilegt, ein Transmissionsloch C2, das einen Hauptabschnitt der transparenten Elektrode 50 in dem Pixelbereich P freilegt, und eine Unebenheit 52 auf der Oberfläche der organischen Isolationsschicht 51 in dem Reflexionsabschnitt D einschließlich dem Schaltbereich S ausgebildet.
Die Unebenheit 52 kann durch Schmelzen der strukturierten organischen Isolationsschicht 51 mit in einer Querschnittsansicht rechteckigen Formen ausgebildet werden.
In 3F wird eine Reflexionselektrode 56, die mit der transparenten Elektrode 50 verbunden ist, durch einen siebten Maskierungsprozess aus einem metallischen Material mit einer guten Reflektivität über dem Substrat 30 einschließlich der Unebenheit 52 ausgebildet und in dem Reflexionsabschnitt D angeordnet.
Die Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik kann wie oben erklärt hergestellt werden.
Das Herstellungsverfahren der Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik wie diesem weist verschiedene Probleme auf, indem die Prozesse sehr kompliziert sind und die Produktionsausbeute aufgrund zusätzlicher Prozesse zum Ausbilden der unebenen reflektiven Struktur, wie der unebenen Reflexionselektrode, herabgesetzt ist.
US 2002/0 113 927 A1 offenbart eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung, wobei die transparente Elektrode und die Halbleiterschicht nicht in direktem Kontakt sind und die Reflexionsschicht über einer Passivierungsschicht halbkugelförmige Formen aufweist.
US 2003/0 007 114 A1 und US 2002/0 093 599 A1 offenbaren weitere Transflektiv-LCD-Vorrichtungen, wobei die transparente Elektrode und die Halbleiterschicht in direktem Kontakt sind. Die LCD-Vorrichtung gemäß US 2002/0 093 599 A1 weist jedoch nur reflektive Eigenschaften auf.
US 2002/0 105 604 A1 offenbart eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung mit einer unebenen Reflexionsschicht über der zweiten Passivierungsschicht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung bereitzustellen, wobei die Anzahl der Prozesse reduziert werden kann und ein Herstellungsverfahren verbessert werden kann. Ein anderer Vorteil der Erfindung ist das Bereitstellen des Herstellungsverfahrens einer Transflektiv-LCD-Vorrichtung, das zum gleichzeitigen Ausbilden einer Halbleiterschicht und von Source- und Drainelektroden mittels eines einzelnen Maskierungsprozesses und zum gleichzeitigen Ausbilden einer Passivierungsschicht mittels eines anderen einzelnen Maskierungsprozesses geeignet ist.
Um diese und andere Vorteile zu erreichen, und in Übereinstimmung mit dem Zweck der Erfindung, wie sie hierin verkörpert und ausführlich beschrieben ist, weist ein Substrat für eine Transflektiv-Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Gateleitungen auf einem Substrat; wenigstens eine Datenleitung, die die Mehrzahl von Gateleitungen kreuzt, zum Definieren eines Pixelbereichs, der einen Transmissionsabschnitt und einen Reflexionsabschnitt aufweist; einen Dünnschichttransistor, der mit einer der Mehrzahl von Gateleitungen und der wenigstens einen Datenleitung gekoppelt ist, wobei der Dünnschichttransistor eine Gateelektrode, eine Halbleiterschicht, eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode aufweist; eine erste Isolationsschicht, die einen Bereich des Dünnschichttransistors bedeckt, wobei die erste Isolationsschicht den Pixelbereich und einen Bereich der Drainelektrode freilegt; eine transparente Elektrode in dem Pixelbereich, wobei die transparente Elektrode die Drainelektrode und die Halbleiterschicht direkt kontaktiert; und eine Reflexionsschicht in dem Reflexionsabschnitt, wobei die Reflexionsschicht eine erste unebene Oberfläche aufweist, auf.
Gemäß einem anderen Aspekt weist ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für eine Transflektiv-Flüssigkristallanzeigevorrichtung das Bilden einer Mehrzahl von Gateleitungen auf einem Substrat; Bilden wenigstens einer Datenleitung, eines Dünnschichttransistors, der eine Halbleiterschicht, eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode aufweist, wobei die wenigstens eine Datenleitung die Mehrzahl von Gateleitungen kreuzt zum Definieren eines Pixelbereichs, der einen Transmissionsabschnitt und einen Reflexionsabschnitt aufweist, wobei die Sourceelektrode mit der wenigstens einen Datenleitung gekoppelt ist, und die Drainelektrode in einem Abstand von der Sourceelektrode angeordnet ist; Bilden einer ersten Isolationsschicht, die einen Abschnitt des Dünnschichttransistors bedeckt, wobei die erste Isolationsschicht den Pixelbereich und einen Bereich der Drainelektrode freilegt; Bilden einer transparenten Elektrode in dem Pixelbereich, wobei die transparente Elektrode die Drainelektrode und die Halbleiterschicht direkt kontaktiert; Bilden einer zweiten Isolationsschicht auf der transparenten Elektrode, wobei die zweite Isolationsschicht eine erste unebene Oberfläche aufweist; und Bilden einer Reflexionsschicht in dem Reflexionsabschnitt, wobei die Reflexionsschicht eine zweite unebene Oberfläche aufweist, die der ersten unebenen Oberfläche entspricht, auf.
In der Zeichnung zeigt bzw. zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik;
2 eine schematische Draufsicht, die einen Pixelbereich für eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung mit der unebenen Reflexionsschicht gemäß dem Stand der Technik zeigt;
3A bis 3F schematische Querschnittsansichten, die entlang der Linie III-III aus 2 genommen sind, die ein Herstellungsverfahren für eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik zeigen;
4 eine schematische Draufsicht, die einen Pixelbereich für eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung mit der unebenen Reflexionsschicht gemäß der Erfindung zeigt; und
5A bis 5K schematische Querschnittsansichten, die entlang der Linie V-V aus 4 genommen sind, die ein beispielhaftes Herstellungsverfahren für eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigen.
Bezug wird jetzt im Detail auf die dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung genommen, von der Beispiele in der begleitenden Zeichnung dargestellt sind.
Eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung einer beispielhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung wird unter Verwendung von 5 Maskierungsprozessen oder Photolithographie-Prozessen durch Ausbilden des Array-Substrats der LCD-Vorrichtung hergestellt.
4 ist eine schematische Ansicht, die einen Pixelbereich einer Transflektiv-LCD-Vorrichtung mit der unebenen Reflexionsschicht gemäß der Erfindung zeigt.
Wie in 4 gezeigt, ist eine Gateleitung 134 auf einem Substrat 100 entlang einer ersten Richtung ausgebildet, und eine Datenleitung 129 kreuzt die Gateleitung 134, um einen Pixelbereich P zu definieren.
Ein Dünnschichttransistor T ist in der Nähe einer Kreuzung der Gateleitung 134 und der Datenleitung 129 ausgebildet. Eine Gateelektrode 102, eine Halbleiterschicht 125 und Source- und Drainelektroden 122 bzw. 128 bilden den Dünnschichttransistor T.
Obwohl nicht gezeigt, bedeckt eine erste Isolationsschicht einen Abschnitt des Dünnschichttransistors T. Der Pixelbereich P und ein Abschnitt der Drainelektrode 128 sind durch die erste Isolationsschicht hindurch freigelegt.
Eine transparente Elektrode 136 kontaktiert die Drainelektrode 128 direkt und ist in dem Pixelbereich P angeordnet.
Eine Reflexionselektrode 142 ist in dem Pixelbereich P ausgebildet und weist ein Transmissionsloch H auf, das den zentralen Abschnitt der transparenten Elektrode 136 freilegt.
Ein Reflexionsabschnitt D ist durch den Bereich definiert, der dem Transmissionsloch H entspricht, und ein Transmissionsabschnitt B ist durch den Bereich definiert, der der transparenten Elektrode 136 entspricht, mit Ausnahme des Reflexionsabschnitts D.
Die 5A bis 5K sind schematische Querschnittsansichten, die entlang der Linie V-V aus 4 genommen sind, die ein beispielhaftes Herstellungsverfahren einer Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigen.
In 5A werden ein Pixelbereich P, der als ein Einheitsbereich-Anzeigebild definiert ist, und ein Schaltbereich S, der als der Bereich definiert ist, wo eine Schaltvorrichtung angeordnet sein wird, in einem Substrat 100 definiert. Insbesondere weist der Pixelbereich P einen Transmissionsabschnitt B und einen Reflexionsabschnitt D auf.
Ein metallisches Material mit einem geringen Widerstand wird auf das Substrat 100 einschließlich dem Pixelbereich P und dem Schaltbereich S abgeschieden und als Gateleitung 134 (aus 4) und Gateelektrode 102, die mit der Gateleitung 134 gekoppelt ist, mittels eines ersten Maskierungsprozesses strukturiert.
Obwohl nicht gezeigt, weist der erste Maskierungsprozess das Auftragen eines Photoresists auf die metallische Materialschicht, Belichten des Photoresists unter Verwendung einer Photomaske und Entwickeln des Photoresists zum Bilden einer Photoresiststruktur (nicht gezeigt), die als ein Abschirmmittel für das metallische Material verwendet wird, auf. Die Schritte des Auftragens, Belichtens und Entwickelns bilden den Photolithographie-Prozess. Zusätzlich weist der erste Maskierungsprozess das Ätzen der metallischen Materialschicht unter Verwendung der Photoresiststruktur als Abschirmmittel zum Strukturieren der Gateleitung 134 und der Gateelektrode 102 auf.
Das Prinzip des ersten Maskierungsprozesses kann auf die folgenden anderen Maskierungsprozesse angewendet werden.
Das metallische Material mit geringem Widerstand wird aus einem einzelnen metallischen Material wie Aluminium (Al), Al-Legierung, Wolfram (W), Chrom (Cr) und metallischen Doppel-Materialien wie Al/Cr, Al/Molybdän (Mo) ausgewählt. Zu dieser Zeit wird in den metallischen Doppel-Materialien eine Al-Schicht auf der Oberfläche des Substrats 100 ausgebildet und die andere Schicht aus metallischem Material wird auf der Al-Schicht ausgebildet.
Jedoch ist es schwierig, dass nur das intrinsische Al als metallisches Gate-Material verwendet wird, da intrinsisches Al chemisch einen geringen Korrosionswiderstand aufweist und während des später durchgeführten Prozesses bei hohen Temperaturen mit kleinen Hügeln auf der oberen Oberfläche des intrinsischen Al ausgebildet wird.
Nachstehend beziehen sich die 5B bis 5F auf einen zweiten Maskierungsprozess.
Mit Bezugnahme zu 5B wird eine Gate-Isolationsschicht 106 durch Abscheiden eines anorganischen Isolationsmaterials wie Siliziumnitrid (SiNx) oder Siliziumoxid (SiOx) oder durch Auftragen eines organischen Isolationsmaterials wie Benzocyclobuten (BCB) oder Acrylharz auf eine Gesamtoberfläche des Substrats 100 mit der Gateleitung 134 und der Gateelektrode 102 ausgebildet.
Als Nächstes werden erste und zweite Halbleiterschichten 108 bzw. 110 nacheinander durch Abscheiden von intrinsisch amorphem Silizium und amorphem Silizium mit Störstellen auf der Gate-Isolationsschicht 106 ausgebildet. In anderen Worten, die erste und zweite Halbleiterschicht 108 bzw. 110 werden jeweils aus dem intrinsisch amorphem Silizium bzw. dem amorphem Silizium mit Störstellen hergestellt.
Eine Metallschicht 112 wird durch Abscheiden eines leitfähigen metallischen Materials wie dem in 5A erwähnten metallischen Material ausgebildet und auf der zweiten Halbleiterschicht 110 angeordnet.
Als Nächstes wird eine Photoresistschicht 114 durch Auftragen eines photoempfindlichen Materials wie einem Photoresist auf eine Gesamtoberfläche mit der Metallschicht 112 ausgebildet. Und dann wird eine Maske M mit einem Transmissionsabschnitt F1, einem Abschirmbereich F2 und einem halbdurchlässigen Bereich F3 über dem Substrat angeordnet, wobei die Photoresistschicht 114 einem Schaltbereich S entspricht.
Insbesondere weist der halbdurchlässige Bereich F3 der Maske M einige Schlitze, die die Lichtintensität herabsetzen, oder eine halbdurchlässige Schicht, die die Menge von durchgelassenem Licht reduziert, auf. Das bedeutet, der Abschnitt der Photoresistschicht 114, der dem halbdurchlässigen Bereich F3 der Maske M entspricht, kann mit nur einem Teil des Lichts beleuchtet werden.
Zu dieser Zeit ist der halbdurchlässige Bereich F3 der Maske M so angeordnet, dass er dem Schaltbereich S des Substrats 100 entspricht.
Als Nächstes wird die Photoresistschicht 114 durch Bestrahlen mit Licht durch die Maske hindurch belichtet, und dann wird die freigelegte Photoresistschicht 114 entwickelt, um eine erste Photoresiststruktur 116 zu bilden.
Wie in 5C gezeigt ist, wird die erste Photoresiststruktur 116 entsprechend dem Schaltbereich S ausgebildet. Zu dieser Zeit wird der erste Abschnitt G1 der ersten Photoresiststruktur 116 während des Schrittes des Entwickelns der Photoresistschicht 114 (aus 5B) teilweise von der Oberfläche entfernt, da der erste Abschnitt G1 der ersten Photoresiststruktur 116 dem halbdurchlässigen Abschnitt F3 der Maske M, die in 5B gezeigt ist, entspricht.
Zusätzlich wird der andere Abschnitt der ersten Photoresiststruktur 116, die dem Schaltbereich S entspricht, mit Ausnahme des ersten Abschnitts G1 der ersten Photoresiststruktur 116 während des Schritts des Entwickelns der ersten Photoresiststruktur 116 stehengelassen und als zweiter Abschnitt G2 der ersten Photoresiststruktur 116 definiert.
In anderen Worten, die erste Photoresiststruktur 116 weist in dem ersten Abschnitt G1 eine geringere Dicke auf als in dem zweiten Abschnitt G2.
Als Nächstes werden der freigelegte Abschnitt der Metallschicht 112, der der ersten Photoresiststruktur 116 nicht entspricht und der Abschnitt der ersten und zweiten Halbleiterschichten 108 bzw. 110, die dem freigelegten Abschnitt der Metallschicht 112 entsprechen, entfernt.
In 5D werden eine Metallschicht 120 und erste und zweite Halbleiterstrukturen 118a bzw. 118b nacheinander unter der ersten Photoresiststruktur 116 entsprechend der ersten Photoresiststruktur 116 ausgebildet. Daher sind die erste Halbleiterstruktur 118a, die zweite Halbleiterstruktur 118b und die Metallstruktur 120 übereinander in aufeinander folgender Reihenfolge auf dem Substrat 100 angeordnet.
Als Nächstes wird in 5E durch Veraschen der ersten Photoresiststruktur 116 der erste Abschnitt G1 der ersten Photoresiststruktur 116 entfernt und der Abschnitt der Metallstruktur 120, der dem ersten Abschnitt G1 entspricht, freigelegt.
Der freigelegte Abschnitt der Metallstruktur 120 wird unter Verwendung der ersten Photoresiststruktur 116 als Abschirm-Barrierenmittel entfernt, wobei zu dieser Zeit, der Abschnitt der zweiten Halbleiterstruktur 118b, der der freigelegten Metallstruktur 120 entspricht, entfernt wird. Obwohl nicht gezeigt, wird nach dem Schritt des Entfernens der freigelegten Abschnitte der Metallstruktur 120 und der zweiten Halbleiterstruktur 118b, die erste Photoresiststruktur 116 unter Verwendung eines Abstreifmittels (stripping agent) entfernt.
Als Nächstes werden, wie in 5F gezeigt, die erste und zweite Halbleiterstruktur 118a bzw. 118b (aus 5E) jeweils in eine Aktivschicht 122 bzw. eine ohmsche Kontaktschicht 124 strukturiert, wenn die Schritte des Entfernens abgeschlossen sind. Zusätzlich wird die vorstrukturierte Metallstruktur 120 als eine Source-Elektrode 126 und eine Drainelektrode 128, die von der Sourceelektrode 126 getrennt ist, strukturiert.
Die Aktivschicht 122 und die ohmsche Kontaktschicht 124 bilden eine Halbleiterschicht 125.
Wie oben erklärt, werden mittels des zweiten Maskierungsprozesses gemäß den 5B bis 5F die Aktivschicht 122, die ohmsche Kontaktschicht 124, und die Source- und Drainelektroden 126 bzw. 128 ausgebildet, und eine Datenleitung 129 wird unter Verwendung desselben Materials wie das Source- und Drain-Material ausgebildet, und in demselben Prozess mit der Sourceelektrode 126 verbunden.
Zu dieser Zeit gibt es den Abschnitt der ersten und zweiten Halbleiterstrukturen 118a bzw. 118b (aus 5E), die der Datenleitung 129 entsprechen, unterhalb der Datenleitung 129.
Nachstehend beziehen sich die 5G bis 5I auf einen dritten Maskierungsprozess.
In 5G wird eine Passivierungsschicht 130 durch Abscheiden oder Auftragen von Isolationsmaterialien auf eine Gesamtoberfläche des Substrats 100 mit den Source- und Drainelektroden 126 bzw. 128 ausgebildet. Zum Beispiel werden die Isolationsmaterialien für die Passivierungsschicht 130 aus einem der Gruppe von anorganischen Isolationsmaterialien ausgewählt, die aus Siliziumnitrid (SiNx) und Siliziumoxid (SiOx) bestehen.
Als Nächstes wird mittels des dritten Maskierungsprozesses eine zweite Photoresiststruktur 132 auf der Passivierungsschicht 130, die den Dünnschichttransistor T bedeckt, ausgebildet, wobei der Pixelbereich P und ein Abschnitt der Drainelektrode 128 durch die Passivierungsschicht 130 freigelegt sind, und der freigelegte Abschnitt der Passivierungsschicht 130 entfernt ist.
Obwohl in der Draufsicht nicht gezeigt, werden der Abschnitt der Gate-Isolationsschicht 106, der dem Pixelbereich P entspricht und der Abschnitt der Drainelektrode 128 durch den Schritt des Entfernens der Passivierungsschicht 130 freigelegt.
Außerdem weist die zweite Photoresiststruktur 132 durch die Prozess-Eigenschaft einen Schulterabschnitt L in dem Eckabschnitt auf.
Als Nächstes wird in 5H eine transparente Metallschicht 134 durch Abscheiden eines transparenten leitfähigen Materials wie Indiumzinnoxid (ITO), Indiumzinkoxid (IZO) bzw. Indium-Zinn-Zink-Oxid (ITZO) auf eine Gesamtoberfläche des Substrats 100 mit der strukturierten Passivierungsschicht 130 ausgebildet.
Zu dieser Zeit ist die transparente Metallschicht 134 an Seiten der zweiten Photoresiststruktur 132 und insbesondere am Schulterabschnitt L nicht gleichmäßig abgeschieden. In anderen Worten, der Abschnitt der transparenten Metallschicht 134 kann in dem Schulterabschnitt L durch die zweite Photoresiststruktur 132 getrennt sein.
Zum Beispiel wird, wenn das Substrat mit der transparenten Metallschicht 134 zum Entfernen der zweiten Photoresiststruktur 132 in die Abstreifmittellösung eintaucht, der Abschnitt der transparenten Metallschicht 134, der an den Seiten und auf der Oberfläche der zweiten Photoresiststruktur 132 abgeschieden ist, zur gleichen Zeit entfernt, wenn die zweite Photoresiststruktur 132 entfernt wird. Daher wird der Abschnitt der transparenten Metallschicht 134, der auf der zweiten Photoresiststruktur 132 ausgebildet ist, leicht durch den Schulterabschnitt L der zweiten Photoresiststruktur 132 entfernt.
Daher dient, wie in 5I gezeigt, der nicht entfernte Abschnitt der transparenten Metallschicht 134 als transparente Elektrode 136, der die Drainelektrode 128 in dem Pixelbereich P direkt kontaktiert.
Wie oben erklärt, können durch die Schritte der 5G bis 5I die Passivierungsschicht 130 und die transparente Elektrode 136 ohne zusätzliche Maskierungsprozesse strukturiert werden.
Als Nächstes bezieht sich nachstehend 5J auf einen vierten Maskierungsprozess.
Wie in 5J gezeigt, wird eine organische Isolationsschicht 139 durch Auftragen von organischen Isolationsmaterialien mit einer gut Stufen-bedeckenden Eigenschaft über einem Gesamtsubstrat 100 mit der transparenten Elektrode 136 ausgebildet. Die organischen Isolationsmaterialien können photoempfindliches Acrylharz aufweisen.
Mittels des vierten Maskierungsprozesses werden ein Kontaktloch C1, das den Abschnitt der transparenten Elektrode 136 freilegt, ein Transmissionsloch C2, das den zentralen Abschnitt der transparenten Elektrode 136 in dem Pixelbereich P freilegt, und eine erste Unebenheit 140 auf der Oberfläche der organischen Isolationsschicht 139 in dem reflektiven Abschnitt D einschließlich des Schaltbereichs S ausgebildet.
Ein Transmissionsabschnitt B ist durch den Abschnitt definiert, der dem Transmissionsloch C2 der organischen Isolationsschicht 139 entspricht, und ein Reflexionsabschnitt D ist durch den Abschnitt definiert, der dem Abschnitt der ersten Unebenheit 140 der organischen Isolationsschicht 139 einschließlich des Schaltbereichs S entspricht.
Zum Beispiel kann der durch den vierten Maskierungsprozess freigelegte Abschnitt der transparenten Elektrode 136 den jeweiligen Kontaktabschnitten der transparenten Elektrode 136 und der Drainelektrode 128 entsprechen, wie in 5J gezeigt ist.
Insbesondere ist die erste Unebenheit 140 halbkugelförmig ausgebildet, indem die strukturierte organische Isolationsschicht 139 bei ungefähr 350°C geschmolzen wird, nachdem eine Mehrzahl von Formen gemacht wurden, die in einer Querschnittsansicht rechteckig sind. Schließlich bezieht sich 5K nachstehend auf einen fünften Maskierungsprozess.
Eine Reflexionselektrode 142 wird ausgebildet, indem metallische Materialien mit einer guten Reflexionsfähigkeit über dem Substrat 100 einschließlich der ersten Unebenheit 140 abgeschieden und strukturiert werden, und in dem Reflexionsabschnitt D angeordnet. Zum Beispiel werden die metallischen Materialien mit einer guten Reflexionsfähigkeit aus einem von Al oder Silber (Ag) ausgewählt.
Wie in 5K gezeigt, ist die Reflexionselektrode 142 über das Kontaktloch C1 mit der transparenten Elektrode 136 verbunden und weist eine zweite Unebenheit 143 auf, die der ersten Unebenheit 140 entspricht.
Jedoch kann sie sogar wenn die unebene Reflexionsschicht gemäß der Erfindung mit der transparenten Elektrode verbunden ist, elektrisch isoliert sein.
Wie oben erklärt, kann die Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß der Erfindung hergestellt werden.
Folglich weist eine Transflektiv-LCD-Vorrichtung gemäß der Erfindung die folgenden Vorteile auf. Erstens kann im Vergleich mit dem Stand der Technik die Prozesszeit verkürzt werden und die Produktionskosten können herabgesetzt werden, da zwei Maskierungsprozesse in dem ganzen Maskierungsprozess weggelassen werden können. Zweitens kann eine große Helligkeit erzielt werden, die aus einer erhöhten Reflexionseffizienz resultiert, indem die unebene Reflexionselektrode aufgenommen wird. Drittens kann durch diese Vorteile die Defektwahrscheinlichkeit aufgrund der Reduzierung der Anzahl von Maskierungsprozessen reduziert werden, wodurch die Produktionsausbeute und der Vorteil der leistungsfähigen Produktion verbessert werden können.

Claims

Substrat für eine Transflektiv-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, das aufweist: eine Mehrzahl von Gateleitungen (134) auf einem Substrat (100); wenigstens eine Datenleitung (129), die die Mehrzahl von Gateleitungen (134) kreuzt, zum Definieren eines Pixelbereichs (P), der einen Transmissionsabschnitt (B) und einen Reflexionsabschnitt (D) aufweist; einen Dünnschichttransistor (T), der mit einer der Mehrzahl von Gateleitungen (134) und der wenigstens einen Datenleitung (129) gekoppelt ist, wobei der Dünnschichttransistor (T) eine Gateelektrode (102), eine Halbleiterschicht (125), eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode (126, 128) aufweist; eine erste Isolationsschicht (130), die einen Bereich des Dünnschichttransistors (T) bedeckt, wobei die erste Isolationsschicht (130) den Pixelbereich (P) und einen Bereich der Drainelektrode (128) freilegt; eine transparente Elektrode (136) in dem Pixelbereich, wobei die transparente Elektrode (136) die Drainelektrode (128) und die Halbleiterschicht (125) direkt kontaktiert; und eine Reflexionsschicht (142) in dem Reflexionsabschnitt (D), wobei die Reflexionsschicht (142) eine erste unebene Oberfläche aufweist.
Substrat gemäß Anspruch 1, das ferner eine zweite Isolationsschicht (139) aufweist, die unter der Reflexionsschicht (142) ausgebildet ist, wobei die zweite Isolationsschicht (139) eine zweite unebene Oberfläche aufweist, die der ersten unebenen Oberfläche entspricht.
Substrat gemäß Anspruch 2, Wobei die ersten und zweiten unebenen Oberflächen halbkugelförmige Formen aufweisen.
Substrat gemäß Anspruch 2, wobei die Reflexionsschicht (142) mit der transparenten Elektrode (136) gekoppelt ist.
Substrat gemäß Anspruch 4, wobei die zweite Isolationsschicht (139) ein erstes Loch (C1) aufweist, das den freigelegten Bereich der transparenten Elektrode (136) freilegt, wobei die Reflexionsschicht (142) durch das erste Loch (C1) mit der transparenten Elektrode (136) gekoppelt ist.
Substrat gemäß Anspruch 5, wobei die Reflexionsschicht (142) ein zweites Loch (C2) aufweist, das einen Abschnitt der transparenten Elektrode (136) freilegt, wobei das zweite Loch (C2) dem Transmissionsabschnitt (B) des Pixelbereichs (P) entspricht.
Substrat gemäß Anspruch 2, wobei die zweite Isolationsschicht (139) aus einem der organischen Materialen, die Benzocyclobuten und Acrylharz aufweisen, ausgewählt ist.
Substrat gemäß Anspruch 1, wobei die erste Isolationsschicht (130) von der transparenten Elektrode (136) getrennt ist.
Substrat gemäß Anspruch 8, wobei die transparente Elektrode (136) den freigelegten Abschnitt der Drainelektrode (128) direkt kontaktiert.
Substrat gemäß Anspruch 1, Wobei die Reflexionsschicht (142) elektrisch isoliert ist.
Substrat gemäß Anspruch 1, wobei die Reflexionsschicht (142) aus Aluminium oder Silber ausgewählt ist.
Substrat gemäß Anspruch 1, wobei die transparente Elektrode (136) aus Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid oder Indiumzinnzinkoxid ausgewählt ist.
Substrat gemäß Anspruch 1, wobei die Halbleiterschicht (125) eine Aktivschicht (122) und eine ohmsche Kontaktschicht (124) aufweist, wobei die ohmsche Kontaktschicht (124) zwischen der Drainelektrode (128) und der Aktivschicht (122) positioniert ist.
Substrat gemäß Anspruch 13, wobei die transparente Elektrode (136) die ohmsche Kontaktschicht (124) kontaktiert.
Verfahren zum Herstellen eines Substrats für eine Transflektiv-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, das aufweist: Bilden einer Mehrzahl von Gateleitungen (134) auf einem Substrat (100); Bilden wenigstens einer Datenleitung (129), eines Dünnschichttransistors (T), der eine Halbleiterschicht (125a), eine Sourceelektrode (126) und eine Drainelektrode (128) aufweist, wobei die wenigstens eine Datenleitung (129) die Mehrzahl von Gateleitungen (134) kreuzt zum Definieren eines Pixelbereichs (P), der einen Transmissionsabschnitt (B) und einen Reflexionsabschnitt (D) aufweist, wobei die Sourceelektrode (126) mit der wenigstens einen Datenleitung (129) gekoppelt ist, und die Drainelektrode (128) in einem Abstand von der Sourceelektrode (126) angeordnet ist; Bilden einer ersten Isolationsschicht (130), die einen Abschnitt des Dünnschichttransistors (T) bedeckt, wobei die erste Isolationsschicht (130) den Pixelbereich (P) und einen Bereich der Drainelektrode (128) freilegt; Bilden einer transparenten Elektrode (136) in dem Pixelbereich (P), wobei die transparente Elektrode (136) die Drainelektrode (128) und die Halbleiterschicht (125) direkt kontaktiert; Bilden einer zweiten Isolationsschicht (139) auf der transparenten Elektrode (136), wobei die zweite Isolationsschicht (139) eine erste unebene Oberfläche aufweist; und Bilden einer Reflexionsschicht (142) in dem Reflexionsabschnitt (D), wobei die Reflexionsschicht (142) eine zweite unebene Oberfläche aufweist, die der ersten unebenen Oberfläche entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Bilden der wenigstens einen Datenleitung (129), der Halbleiterschicht (125), der Sourceelektrode (126) und der Drainelektrode (128) das Bilden der Halbleiterschicht (125) unter der wenigstens einen Datenleitung (129), der Sourceelektrode (126) und der Drainelektrode (128) aufweist, wobei eine Struktur der Halbleiterschicht (125) einer Struktur der wenigstens einen Datenleitung (129), der Sourceelektrode (126) bzw. der Drainelektrode (128) entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Bilden der wenigstens einen Datenleitung (129), der Halbleiterschicht (125), der Sourceelektrode (126) und der Drainelektrode (128) aufweist: Bilden einer Gate-Isolationsschicht (106) auf einer Gesamtoberfläche des Substrats (100) einschließlich der Mehrzahl von Gateleitungen (134); sequenzielles Bilden einer intrinsischen amorphen Siliziumschicht (108) auf der Gate-Isolationsschicht (106), einer Störstellen-dotierten amorphen Siliziumschicht (110) auf der intrinsischen amorphen Siliziumschicht (108), und einer Metallschicht (112) auf der Störstellen-dotierten amorphen Siliziumschicht (110); Bilden einer ersten Photoresiststruktur (116), die einen ersten Abschnitt (G1) und einen zweiten Abschnitt (G2) aufweist, wobei der erste Abschnitt (G1) der ersten Photoresiststruktur (116) dünner als der zweite Abschnitt (G2) der ersten Photoresiststruktur (116) ist, Ätzen der Metallschicht (112), der Störstellen-dotierten amorphen Siliziumschicht (110) und der intrinsischen amorphen Siliziumschicht (108) unter Verwendung der ersten Photoresiststruktur (116) als ein Schild; und Entfernen des ersten Abschnitts (G1) der ersten Photoresiststruktur (116) und Entfernen eines entsprechenden Abschnitts der Metallschicht (112) und eines entsprechenden Abschnitts der Störstellen-dotierten amorphen Siliziumschicht (110) zum Definieren eines Kanalbereichs, der dem freigelegten Bereich der intrinsischen amorphen Siliziumschicht (108) entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Bilden der ersten Isolationsschicht aufweist: Bilden einer ersten Isolationsmaterialschicht über die Gesamtoberfläche des Substrats (100) einschließlich des Dünnschichttransistors (T); Bilden einer zweiten Photoresiststruktur (132) zum Bedecken der ersten Isolationsmaterialschicht, die einen Bereich des Dünnschichttransistors (T), einen übrigen Bereich der ersten mit dem Pixelbereich (P) überlappenden Isolationsschicht (130) und einen Abschnitt der Drainelektrode (128) aufweist; und Entfernen des übrigen Bereichs der ersten Isolationsmaterialschicht, die von der zweiten Photoresiststruktur (132) freigelegt ist, zum Freilegen des Abschnitts der Drainelektrode (128) und eines Abschnitts der Gate-Isolationsschicht (106) innerhalb des Pixelbereichs (P).
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Bilden der transparenten Elektrode aufweist: Bilden einer Schicht aus transparentem Material über die Gesamtoberfläche des Substrats (100) einschließlich der zweiten Photoresiststruktur (132) und der ersten Isolationsschicht (130); und gleichzeitiges Entfernen der zweiten Photoresiststruktur (132) und eines Bereichs des transparenten Materials, das auf der zweiten Photoresiststruktur (132) gebildet ist, indem die zweite Photoresiststruktur (132) abgehoben wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die zweite Isolationsschicht (139) ein erstes Loch (C1) aufweist, das einen Bereich der transparenten Elektrode (136) freilegt, der dem freigelegten Bereich der Drainelektrode (128) entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die Reflexionsschicht (142) durch das erste Loch (C1) mit der transparenten Elektrode (136) gekoppelt ist.